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8.3 控制装置与仪表


8.3.1 敏感元件 sensing element
    自动控制系统中,检测所需测量参数的元件。
8.3.2 检测元件 detecting element
    在检测装置中,直接响应被测量,并将其转换成适于计量形式的元件。
8.3.3 传感器 sensor
    接受物理或化学变量形式的信息,并按一定规律将其转换成同种或别种性质的输出量的元件。
8.3.4 温度传感器 temperature transducer
    能感受温度并转换成可用输出信号的传感器。
8.3.5 湿度传感器 humidity transducer
    能感受气体中水蒸气含量,并转换成可用输出信号的传感器。
8.3.6 压力传感器 pressure transducer
    能感受压力并将其转换成可测信号输出的传感器。
8.3.7 差压传感器 differential pressure transducer
    能感受两个测量点压力差并能转换成可用输出信号的传感器。
8.3.8 流量传感器 flow transducer
    能感受流体流量并转换成可用输出信号的传感器。
8.3.9 液位传感器 liquid level sensor
    能感受液位高度并转换成可用输出信号的传感器。
8.3.10 空气质量VOC传感器 VOC sensor
    能感受空气中挥发性有机化合物VOC质量,并能转换成可用输出信号的传感器。
8.3.11 二氧化碳传感器 CO2 sensor
    用于测量空气中的二氧化碳气体体积分数,并能转换成可用输出信号的传感器。
8.3.12 一氧化碳传感器 CO sensor
    用于测量空气中的一氧化碳气体体积分数,并能转换成可用输出信号的传感器。
8.3.13 氧化锆氧量计 zirconia oxygen analyzer
    利用氧化锆固体电介质作为检测元件来检测混合气体中的含氧量的测氧传感器。
8.3.14 红外温度计 infrared thermometer
    通过对物体自身辐射的红外能量的测量,准确测定物体表面温度的仪器,又称红外测温仪。
8.3.15 干湿球温度计 wet and dry bulb thermometer
    测定空气温度和湿度的仪器,通常由两支相同的普通温度计组成,一支用于测定气温,称为干球温度计;另一支在球部用蒸馏水浸湿的纱布包住,纱布下端浸入蒸馏水中,称为湿球温度计。
8.3.16 质量流量计 mass flowmeter
    利用流体质量流量与科里奥利力的关系来测量质量流量的流量计。
8.3.17 热式流量计 thermal flowmeter
    利用流体流量或流速与热源对于流体传热量的关系来测量质量流量的流量计。
8.3.18 热量表 heat meter
    用于计算热量的仪表。
8.3.19 红外线探测器 infrared ray prober
    用于检测人体的存在或移动,并把热电元件的检测信号转换成电压信号输出的一种仪器。
8.3.20 恒温器 thermostat
    根据温度变化而动作,并用以保持调节对象所需温度的一种自动控制装置。
8.3.21 恒湿器 humidistat
    根据湿度变化动作,并用以保持调节对象所需湿度的一种自动控制装置。
8.3.22 变送器 transmitter
    将敏感元件输出的信号转换成标准信号的装置。
8.3.23 调节器 regulator
    根据被控参数的给定值与测量值的偏差,按预定的控制方式控制执行器的动作,使被控参数保持在给定值要求的范围内或按一定的规律变化的调节仪表,也称控制器。
8.3.24 比例元件 proportional element
    输出变量的变化与相应的输入变量的变化成比例的传递元件,简称P-元件。
8.3.25 积分元件 integral element
    输出变量的变化率或时间导数与相应的输入变量的值成比例的传递元件,简称I-元件。
8.3.26 比例积分元件 proportional plus integral element
    比例元件和积分元件相加组合而成的传递元件,简称PI-元件。
8.3.27 微分元件 derivative element
    输出变量值与输入变量的变化率或时间导数成比例的传递元件,简称D-元件。
8.3.28 选择器 selector
    根据需要可以接通若干电路中任何一个的装置,如选择继电器和选择开关等。
8.3.29 电—气转换器 electro-pneumatic convertor
    将电动仪表的电标准信号转换成气动仪表的气压标准信号的装置。
8.3.30 气—电转换器 pneumo-electrical convertor
    将气动仪表的气压标准信号转换成电动仪表的电标准信号的装置。
8.3.31 执行器 correcting unit
    由执行机构和调节机构两部分组成的终端控制装置。
8.3.32 执行机构 actuator
    将控制信号转换成相应动作的机构。
8.3.33 调节机构 correcting element
    由执行机构驱动直接改变操作变量的机构。
8.3.34 定位器 positioner
    使执行机构推杆位置与标准信号相一致的位置控制器。
8.3.35 调节阀 control valve
    接受调节器及执行机构送来的控制信号,自动改变阀门开度达到调节流量目的的调节机构。
8.3.36 电动调节阀 motorized valve
    由电动执行机构和调节阀组合成的流量调节装置。
8.3.37 气动调节阀 pneumatic valve
    由气动执行机构和调节阀组合成的流量调节装置。
8.3.38 自力式调节阀 self-operated valve
    无需外加动力源,只依靠被控流体的能量自行改变开度以保持被控变量恒定的流量调节装置。
8.3.39 电气动两通阀 motorized and pneumatic 2-way valve
    由电气动执行机构与两通阀组合成的流量调节装置。
8.3.40 电气动三通阀 motorized and pneumatic 3-way valve
    由电气动执行机构与三通阀组合成的流量调节装置。
8.3.41 电磁阀 solenoid valve
    利用电磁铁作为动力元件,以电磁铁的吸、放对小口径阀门作通断两种状态控制的流量调节装置。
8.3.42 调节阀流量特性 flow characteristic of control valve
    介质流过调节阀的相对流量与调节阀相对开度之间的函数关系。
8.3.43 快开流量特性 quick open flow characteristic
    调节阀的开度较小时,阀门相对流量的增量远远超过相对开度增量,并随着开度的增大流量迅即达到最大。阀门的这一特性为快开流量特性。
8.3.44 线性流量特性 linear flow characteristic
    调节阀的相对流量的变化与相对开度的变化成正比关系,即单位行程变化所引起的流量变化为常数。
8.3.45 等百分比流量特性 equal percentage flow characteristic
    调节阀单位相对开度的变化所引起的相对流量变化与该点的相对流量成正比关系。
8.3.46 抛物线流量特性 parabolic flow characteristic
    调节阀单位相对开度的变化所引起的相对流量变化与该点的相对流量的平方根成正比关系。
8.3.47 调节阀流通能力 flow capacity of control valve
    当调节阀全开,阀门两端压差为100kPa,流体密度为1g/cm3时,通过调节阀的流量(m3/h)。也称阀门的流量系数。
8.3.48 调节阀可调比 adjustable ratio of regulator
    调节阀所能控制的最大流量与最小流量之比,可调比也称可调范围。
8.3.49 调节阀最大关闭压差 valve’s maximum closing pressure difference
    阀门关闭或开启时,阀两侧所允许的最大压差。
8.3.50 调节阀理想流量特性 ideal flow characteristic of control valve
    调节阀进出口两端压差恒定情况下的流量特性。
8.3.51 调节阀工作流量特性 working flow characteristic of control valve
    调节阀在实际工作情况下的流量特性。
8.3.52 阀权度 valve authority
    在实际工作情况下,调节阀全开时,阀门的压力损失占包括阀门本身在内的该调节支路总压力损失的比例。
8.3.53 限位开关 limit switch
    当控制元件运动到设定限位时改变接点状态的开关。
8.3.54 继电器 relay
    根据电路中条件的变化,使一组或几组触点自动接通或切断的控制器件。
8.3.55 控制屏 control panel
    系统运行所需的控制仪表和显示器件等的组合体。
8.3.56 可编程序控制器 programmable logic controller
    可通过编程或软件配置改变控制对策的控制器,简称PLC。
8.3.57 显示装置 display device
    显示计算机及其控制装置的输出信息的装置。
8.3.58 报警装置 alarm unit
    具有可听和(或)可视输出,以表明设备或控制系统不正常或超出极限状态的装置。
8.3.59 温度开关 temperature switch
    用双金属片作为感温元件的温度开关。
8.3.60 压力开关 pressure switch
    由所施加压力的变化驱动的开关。
8.3.61 压差开关 pressure difference switch
    能感测空气流量、空气压力或空气压差的微压差仪表,当压力达到一定值,开关就闭合或断开。
8.3.62 气流开关 air current switch
    气流系统中,达到一定流量状态时,将气流信号转换成开关信号的传感装置。
8.3.63 水流开关 water flow switch
    水流系统中,达到一定水流量状态时,将水流信号转换成开关信号的传感装置。
8.3.64 水位开关 water level switch
    依据检测到的水位或液体变化,自动控制闭合或断开的开关。
8.3.65 模-数转换器 analog-digital converter
    将模拟输入信号转换成数字输出信号的转换器。
8.3.66 数-模转换器 digital-analog converter
    将表示数字输入信号的数字数据转换成模拟输出信号的转换器。
8.3.67 就地仪表 local instrument
    一般安装在被测对象和被控对象附近的,置于控制室外的仪表。
8.3.68 通风温湿度计 aspiration psychrometer
    利用机械通风方法形成一定速度的气流流经干球和湿球球体,以测量空气相对湿度的仪表,也称阿斯曼温湿度计。
8.3.69 气候补偿器 climate compensator
    根据采暖期室外干球温度变化改变热水采暖系统供热量的自动控制装置。
8.3.70 集合式控制装置 composite control equipment
    将传感器、执行器等控制元器件组合为一体,实现对被控参数进行控制的装置,通常也包括自力式控制装置。

条文说明
8.3.3 传感器
    传感器的英译名有transducer和sensor两个,一般常出现互用情况,如速度式流量传感器的英译名为velocity-type flow sensor而插入式流量传感器的英译名则为insertion flow transducer。
    传感器和敏感元件在中文的解释中过去曾发生混淆情况。一般地说,传感器是由敏感元件和变送元件构成的,就是说传感器包括了对原始信息的采集和变送,但也并不是所有的传感器都包括敏感元件,有一些传感器不包括敏感元件,如光电器件等;另外还有一些传感器其敏感元件和转换元件合二为一,如固态阻式压力传感器等。
8.3.4 温度传感器
    温度传感器是温度测量仪表的核心部分,品种繁多。按测量方式可分为接触式和非接触式两大类。其敏感元件主要有双金属、热电阻、热敏电阻、热电偶、温敏二极管(PN结)、半导体集成温度传感器和石英晶体等。
8.3.5 湿度传感器
    从制造角度看,同是湿度传感器,材料、结构不同,工艺不同。其性能和技术指标有很大差异,因而价格也相差甚远。对使用者来说,选择湿度传感器首先要确定测量范围。同时,测量精度同是传感器最重要的指标,每提高一个百分点,对传感器来说就是上一个台阶,甚至是上一个档次。因为要达到不同的精度,其制造成本相差很大,售价也相差甚远。湿度传感器的湿敏元件主要有电阻式、电容式两大类。湿敏电阻是利用湿敏材料吸收空气中的水分而导致本身电阻值发生变化这一原理而制成的;湿敏电容是利用电容的高分子介质材料,在环境湿度发生改变时介电常数发生变化导致电容量也发生变化的原理而制成的。常用湿度传感器有氯化锂湿度传感器(电阻式氯化锂湿度计、露点式氯化锂湿度计)、电容式相对湿度传感器等。
8.3.6 压力传感器
    压力传感器的测量原理都是把被测介质引入封闭容器内,流体对容器周围施加压力,使弹性元件产生变形,然后通过变换器把这种变形变换成机械量或电量输出。这种变换可以是电位计、金属应变片、磁敏元件、电容元件、电感元件、压电元件压阻元件等。常用压力式传感器有电阻应变式压力传感器、压阻式压力传感器、电感式压力传感器和电容式压力传感器。
8.3.7 差压传感器
    差压传感器DPS是一种用来测量两个压力之间差值的传感器,通常用于测量某一设备或部件前后两端的压差。差压传感器与压力传感器的原理是一样的,当把压力传感器的高压端或低压端与大气相连时,就是压力传感器;当把压力传感器的高压端和低压端分别与被测介质的不同部位相连时,就是差压传感器。
8.3.8 流量传感器
    常用的流量传感器主要有压差式流量传感器、流阻式流量传感器、测速式流量传感器和振动式流量传感器。压差式流量传感器还包括了常用毕托管原理的动压式流量计和孔板流量计等;流阻式流量传感器常有转子式流量传感器和靶式流量传感器;测速式流量传感器常有电磁式流量传感器、涡轮式流量传感器和超声波式流量传感器;振动式流量传感器常有涡街流量传感器。
8.3.9 液位传感器
    常用的液位传感器有:1.直读式的玻璃管式液位计;2.利用液位高度与液柱静压成正比的原理来测量液位的压力表式液位计;3.利用设备内部液相和气相压力之差来测量液位的压差式液位计;4.通过检测浮子位置来测量液位的浮标(子)式液位计;5.通过检测物体所受浮力的变化测量液位的浮筒式液位计;6.通过测量电极浸汲高度变化引起其电容变化测量液位的电容式液位计;7.通过液位变化引起电极在水中的数量变化,转换成电阻值的变化,进而测量液位的电接点式液位计;8.由超声波的发射和接收之间的时间来计算传感器到被测物体的距离确定液位高度的超声波式液位计;9.利用光线的折射及反射原理测量液位的光电式液位计。
8.3.17 热式流量计
    热式流量计是利用传热原理,即流动中的流体与热源(流体中加热的物体或测量管外加热体)之间热量交换关系来测量流量的仪表。主要用于测量气体流量。
8.3.18 热量表
    热量表由流量计、温度传感器和积算仪三部分组成。其工作原理:将一对温度传感器分别安装在通过载热流体的上行管和下行管上,流量计安装在流体入口或回流管上(流量计安装的位置不同,最终的测量结果也不同),流量计发出与流量成正比的脉冲信号,一对温度传感器给出表示温度高低的模拟信号,而积算仪采集来自流量和温度传感器的信号,利用计算公式算出热交换系统获得的热量。
8.3.20、8.3.21 恒温器、恒湿器
    恒温器和恒湿器都是把敏感元件和控制器功能合在一个装置内的控制器,为了与一般不带敏感元件的控制器相区别,国内已约定俗成地称这种控制器为恒温器和恒湿器,这与美国ASHRAE手册(系统篇)中关于thermostat和humidistat的内涵是一致的。
8.3.22 变送器
    根据变送敏感元件感知信号的不同,变送器有各种分类,如温度变送器、压力变送器、压差变送器、湿度变送器、流量变送器等。
8.3.29、8.3.30 电—气转换器、气—电转换器
    这两条术语的命名,在国内是统一的,它的命名与其内涵也是一致的。通过电—气转换器和气—电转换器,可以把电动、气动两套仪表沟通起来组成混合系统,以发挥各自的优点,扩大使用范围。
    电—气转换器使用最多的是把调节器输出的标准电信号变成相应的标准气压信号来驱动气动执行机构;而气—电转换器多用在将气动信号转换成电信号后送给指示仪表或记录仪表进行指示和记录。
8.3.31~8.3.33 执行器、执行机构、调节机构
    关于执行器、执行机构和调节机构这三条术语的命名主要根据有三点:第一,英国标准BS5384定义为“执行器由两个元件(a valve and a nactuator)组成”;第二,现行国家专业标准《工业自动化仪表术语》中执行器的英译名为correcting unit,其下还有执行机构(actuator)与调节机构(correcting ele-ment)两条术语;第三,高校教材《热工测量与自动调节》关于执行器的定义是:“执行器是由执行机构和调节机构组成的,例如气动薄膜调节阀就是由气动薄膜执行机构和阀体组成的”。
    鉴于现行国家标准与高校教材关于执行器的命名与国外的命名是一致的,本标准采纳了关于执行器、执行机构和调节机构的命名。
8.3.50、8.3.51 调节阀理想流量特性、调节阀工作流量特性
    阀门的流量特性分为理想流量特性和工作流量特性。为了统一标定阀门的性能,采用了理想流量特性的概念,这是在试验台上,始终保持阀门在任一开度时其两侧压差不变来实际测试出来的。在实际应用过程中,一般来说,一个环路中的调节阀,其在开度不同的情况下的阀门阻力是不同的,因此这时阀门的调节特性就会发生一定的变化(与试验台测试的结果不同),因此把阀门在此条件下的特性称为工作力量特性。
    当然实际使用过程中也有例外的情况,例如空调冷水系统中的压差旁通控制阀,其开关过程中,发两端压差理论上始终是保持不变的。也就是说:这时的理想流量特性与工作流量特性是相同的。
8.3.52 阀权度
    关于阀权度的定义及英文对照词在国内是统一的,只是中文命名在国内不一致,曾分别称过阀门能力、阀门权力、压力损失比S值和阀权度等。经过对中文命名的比较,认为阀权度一词无论在中文的内涵上和与英文译名的对照上都显得较为合理。阀权度中文的内涵可包含两层意思:第一层意思如定义所述,说明阀门的压力损失占阀门所在调节支路总压力损失的百分比;第二层意思还有阀门的调节能力所能达到的程度。实际上当阀权度减小时,不仅工作流量特性对理想流量特性的偏离愈来愈大,而且调节阀的可调比也愈来愈小。因此,本标准把中文命名统一到阀权度。
8.3.56 可编程序控制器
    PLC是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。在1987年国际电工委员会(International Electrical Committee)颁布的PLC标准草案中对PLC做了如下定义:“PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令,并能通过数字式或模拟式的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体,易于扩展其功能的原则而设计。”
8.3.63 水流开关
    水流开关常用于的水循环控制、进出水控制、水加热控制、水泵开关控制、电磁阀通断控制或出水断电、出水通电控制等过程。
8.3.69 气候补偿器
    参考《城市供热辞典》。
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